南瑞继保五防基础知识培训.ppt
五防系统基础知识培训,南京南瑞继保电气有限公司李继龙2009年7月,变电站防误闭锁技术介绍,变电站防误技术的产生变电站五防系统现状五防闭锁方式介绍,变电站防误闭锁技术的产生,变电站是电力生产的重要场所，站内配备有各种电压等级的一次设备，正常运行时这些设备都带有10kV1000kV不等的高压电。正确操作这些设备防止运行人员触电或被短路电流灼伤是电力安全生产的基本要求。电气设备的误操作会造成大面积停电、设备损坏、人身伤亡，甚至引起电网振荡瓦解等严重后果。我国电力系统在无数次血的教训面前，结合中外电气运行的实践，为了有效防止运行电气设备误操作引发的人身和重大设备事故，原水利电力部于1980年将防止电气误操作事故列为电力生产急需解决的重大技术问题发布。并在1990年提出了电气设备“五防”的要求，并以法规形式（能源安保19901110号文）行文规定了电气防误的管理、运行、设计和使用原则。,五防系指：防止带负荷误拉、误合隔离开关；防止误拉、误合断路器；防止带地线或接地闸刀合闸；防止带电挂接地线或合接地闸刀；防止误入带电间隔。电气“五防”功能的实现成了电力安全生产的重要措施之一。随着电网的不断发展，技术的不断更新，防误装置得到不断改进和完善。防误装置的设计原则是：凡有可能引起误操作的高压电气设备，均应装设防误装置和相应的防误电气闭锁回路。,变电站五防系统现状,目前变电站的防误闭锁主要分为两种方式：一、常规防误闭锁方式：自1980年，原水电部提出在电力系统中要防止五种恶性电气误操作事故，倡导采用五防技术措施以来，在国内出现的常规防误闭锁方式主要有4种：机械闭锁，程序锁，电气联锁和电磁锁。机械闭锁是在开关柜或户外闸刀的操作部位之间用互相制约和联动的机械机构来达到先后动作的闭锁要求。机械闭锁在操作过程中无需使用钥匙等辅助操作，可以实现随操作顺序的正确进行，自动地步步解锁。在发生误操作时，可以实现自动闭锁，阻止误操作的进行。机械闭锁可以实现正向和反向的闭锁要求，加之闭锁直观，强度高，不易损坏，检修工作量小，操作方便，运行可靠等优点，所以受到运行和检修人员的欢迎。然而机械闭锁只能在开关柜内部及户外闸刀等的机械动作相关部位之间应用，与电器元件动作间的联系用机械闭锁无法实现。对两柜之间或开关柜与柜外配电设备之间及户外闸刀与开关（其他闸刀）之间的闭锁要求也鞭长莫及。所以在开关柜及户外闸刀上，只能以机械闭锁为主，还需辅以其他闭锁方法，方能达到全部五防要求。,电气联锁技术,主要通过相关设备的辅助接点连接来实现闭锁。这是电气闭锁最基本的形式，闭锁可靠。但这种方式需要接入大量的二次电缆，接线方式较为复杂，运行维护较为困难，辅助接点设备工作不可靠。,电磁锁是通过串入操作机构的辅助触点使电磁线圈的电磁机构动作，来实现解锁操作，在防止误入带电间隔的闭锁环节中是不可缺少的闭锁元件。电磁锁的优点是操作方便，没有辅助动作，但是在安装使用中也存在几个突出问题：作为闭锁元件的电磁锁，结构复杂，电磁线圈在户外易受潮霉坏，绝缘性能降低，增加了直流系统的故障率；需要敷设电缆，增加额外施工量；串入操作机构的辅助触点容易产生接触不良而影响动作的可靠性；,综上所述，常规的防误闭锁方式各有所长，各有其短，都有一定的应用范围，防误功能也都有一定的局限性。一般只能防止开关、隔刀和地刀的误操作，对误入带电间隔、接地线的挂接（拆除）等则无能为力，不能实现完整的“五防”功能。,二、微机防误闭锁方式：上世纪90年代初，微机技术就进入了防误闭锁领域，国内的电气设备厂相继推出了微机防误闭锁系统。经过10多年来的发展，这些微机防误闭锁装置已逐渐成熟，并已在电力系统中广泛推广。微机防误系统通过软件将现场大量的二次闭锁回路变为电脑中的五防闭锁规则库，实现了防误闭锁的数字化，并可以实现以往不能实现或者是很难实现的防误功能，应该说是电气设备防误闭锁技术的飞跃。目前的微机防误闭锁系统，主要分为两种类型，即离线式微机防误闭锁系统、在线式微机防误闭锁系统。其中离线式微机防误闭锁系统在电力系统中的应用最为广泛，在线式微机防误闭锁系统，因为种种原因一直未能得到很好的发展。1.离线式微机防误闭锁系统离线式微机防误闭锁系统主要由三个部分组成，即防误主机（或五防模拟屏）、电脑钥匙及现场锁具。其特点是防误主机（或五防模拟屏），将模拟预演后的正确操作步骤传输到电脑钥匙，其后的操作以电脑钥匙为主，来完成闭锁锁具的解锁工作。在此操作期间，防误主机不能在线跟踪操作的执行情况，只有在电脑钥匙回传后，才可以获得相关的操作信息。在操作方式切换频繁的情况下，电脑钥匙需要多次回传，操作较繁琐。但由于现场锁具无需敷设电缆，所以具有投资小、覆盖面广、可靠性高，结构简单的优点。,其缺点是为确保防空走的问题，需要设计适用于对象设备的品种，式样繁 多的固定锁，或是锁具附件，且通用性差，安装周期长。而且离线式微机 防误闭锁系统，不能实时取得现场实际位置。2.在线式微机防误闭锁系统现有的在线式微机防误闭锁系统主要由三个部分组成，即防误主机、分布式现场总线及现场锁具。其设计目标则是通过分布式现场总线，将防误主机与现场锁具连接起来，由防误主机直接控制锁具的解锁和闭锁操作。同时具备锁具闭锁状态及设备状态的实时采集功能。操作过程完全取消电脑钥匙。现有的在线式微机防误闭锁系统具有以下优点：具有一次设备状态实时采集功能，防误主机可实时获得现场一次设备的状态，包括临时接地线、网门。防误主机中的一次设备状态可与现场设备实现实时对位。具有锁具闭锁状态实时采集功能，防误主机可实时采集在线式防误锁具的闭锁状态，并可实现对锁具操作情况的跟踪及在线检测等功能。实时跟踪操作状态，有效防止操作中走“空程序”的问题。由于五防主机可直接控制现场锁具的解锁、闭锁操作，并可采集设备、锁具状态。防误主机只有在检测到设备状态正确变位后，再开放下一步的操作，可同步解决“空程序”问题。有效的降低操作复杂程度，提高效率。,其缺点是安装不方便，需敷设大量的电缆，施工难度增加。维护成本高，系统结构及锁具复杂，维护和调试成本相应增加。电源问题，五防系统可能会在变电站故障时操作，因此安装分布式 现场总线不能就地取得电源，而是要从总控室拉电源，增加了投资 和故障点。目前根据前两者的优缺点，发展出一种新的微机防误闭锁系统。采用混合安装方式：在主控室内的设备和防误点采用在线方式闭锁，其他设备仍采用离线锁具加电脑钥匙的闭锁方案。在就地设备处安装离线式的智能锁具，它具有位置信号采集功能，红外通讯功能，平时不供电。仅当电脑钥匙插入其插槽，验证锁码后为其供电才能工作。该智能锁具可以将采集到的实时位置信号，通过红外线发给电脑钥匙，由电脑钥匙判断该操作是否已成功完成，电脑钥匙通过无线通讯方式将采集到的实时位置信号送给防误主机。下面是共创公司的混合在线式五防系统模式示意图。,在线式防误闭锁系统不仅能实时地监测锁具的状态，而且能实时监测被闭锁设备的状态（如：手动刀闸、临时接地线、网门等）。这些设备的每一次状态变化，都能实时地传回监控中心的五防图形系统，使图形系统在每一次模拟预演前，都能准确地获得锁具和设备的实际状态，从而保证了模拟状态和设备的实际状态相一致，这就大大提高的操作的安全性。,一、五防闭锁逻辑制定原则 闭锁逻辑必须满足且仅需满足“五防”的要求。二、通用闭锁逻辑的要求1.断路器通用闭锁逻辑:无条件分合闸。2.隔离开关通用闭锁逻辑:2.1 对于双母线类接线，只有母联断路器及其两侧隔离开关合上时才允许倒母线。2.2 除倒母线外，断路器间隔内的隔离开关应在断路器分闸后才能分合闸。2.3 合隔离开关时，隔离开关两侧接地开关应分开、接地线应拆除，包括经断路器、主变、接地变/站变、电缆等连接的接地开关及接地线。2.4 旁路断路器间隔的旁路隔离开关，必须旁路断路器分开，旁路母线接地开关分开的状态下才能合闸。2.5 非旁路断路器间隔的旁路隔离开关，必须在旁路断路器分开、旁路母线上所有接地开关分开、所在间隔线路侧接地开关（主变各侧接地开关）在分开的状态下才能合闸。2.6 母线接地开关合上或母线接上接地线后，母线上的各隔离开关、小车均不能合上。2.7 小车的位置规则与隔离开关规则一致。,变电站五防逻辑介绍,3.接地开关（接地线）通用闭锁逻辑:3.1 接地开关无条件分闸。3.2 主变中性点接地开关无条件分合闸。3.3 合接地开关或接接地线时，与接地开关直接相连或经断路器、主变、接地变/站变、电缆等连接的隔离开关必须在分闸位置、小车必须在试验位置。3.4 母线上的所有隔离开关、小车拉开后，才能合上母线接地开关或在母线上接接地线。3.5 线路如果有带电闭锁装置或闭锁接点，则合线路接地开关或接接地线时，除与接地开关直接相连或经断路器连接的隔离开关必须在分闸位置、小车必须在试验位置，还必须判断所在的线路不带电。3.6 接地线的分合规则与相应位置处的接地开关分合通用闭锁逻辑相同。3.7 电容器与串联电抗器之间、电容器中性点的接地开关或接地线的闭锁逻辑与电容器组进线接地开关的规则相同。4.网门闭锁逻辑4.1 一般要求网门内设备的所有有电荷或有来电可能的地方都要接地，才能打开网门。包括站变（或接地变）的两侧，电容器组的进线侧和中性点位置均要接地。4.2 一般要求网门内的接地线拆除后，才能关上网门。,谢 谢!,
